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2021给电子产业带来变革的十项技术

2020-12-24
来源:搜芯易

  2020年疫情明显影响了全球经济和半导体/电子的技术进步,许多新产品的开发速度也放缓了不少。尽管如此,我们看到元器件/零部件行业仍有许多创新,推动包括5G人工智能(AI)、扩展现实(XR)、物联网(IoT)和汽车安全等领域的技术发展。

  2021年,电子行业将会有哪些关键技术 “横空出世” ,改变当下的商业环境和人们的生活方式?从内存到外部显示器,有不少新兴技术正在受到业界的关注。

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  1、万物互联,AI智能化提高

  随着支持人工智能的设备越来越接近自主,物联网向“物体智能”演进。有迹象显示,深度人工智能将成为物联网的主要附加价值之一,深度学习和计算机视觉等工具的进步,将为我们带来物联网软件和硬件应用的全面升级。

  在应用领域方面,智能制造、智能医疗是物联网大显身手的主要阵地。一些市场研究显示,非接触式技术的导入,将加快我们向工业4.0时代进发。此外,人工智能技术将为无人机、协作式机器人提供高精度的信息采集和检测能力。

  比如说热图像识别技术,能够帮助远程医疗团队,提供更快速的热图像识别,便于医生的诊断,给予医疗和手术辅助等。总之,在医疗保健领域,无论是智能诊所抑或是远程医疗中心,人工智能将帮助实现流程优化和服务区域扩展。

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  2、DRAM进入EUV时代,NAND堆叠突破150层

  业界人士预计,三大DRAM供应商三星、SK 海力士和美光将继续向1Z纳米和1α纳米工艺技术过渡,并正式引入EUV时代,三星将在2021年引领潮流。分析师表示,DRAM供应商将逐步取代现有的双重图案化技术,以优化其成本结构和制造效率。业内比较经典的例子是三星使用7纳米EUV工艺的Exynos 990和Exynos Modem 5123。

  NAND方面,在2020年实现了100层+的内存堆叠技术后,制造商们正在向150层进发。未来NAND的单芯片容量,还有望从从256/512 Gb提高到512 Gb/1Tb。对消费者来说,这是个好消息,在成本不断优化的前提下,更多人将使用高密度的NAND闪存产品。

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  3、全网5G,日韩冲刺6G

  目前,全球移动网络运营商都在不断加强5G基站建设。在GSMA于今年6月发布了 “5G

  实施指南 – 服务协议2”。各国运营商们都有计划在2021年大规模实施5G独立架构 (SA)建设。该文件指出,在2021年, “除了提供高速和高带宽的连接,5G SA架构还允许运营商根据用户应用定制网络,并适应要求超低延迟的工作负载。”

  与此同时,芯片制造商也在积极筹备5G网络芯片,比如以联发科为例,推出了可同时支持独立和非独立(SA/NSA)6 GHz以下网络各频段的芯片组。高通和爱立信则5G载波聚合跨FDD/TDD和TDD/TDD频段的关键 “互操作性测试” ,对芯片可支持网络的性能、容量和覆盖范围至关重要,可谓是5G网络进程的里程碑。

  更进一步来说,虽然5G是当下热点,但日本和韩国的运营商已经开始部署6G网络,比如日本的NTT DoCoMo和韩国的SK。6G网络将能够支持包括VR、AR、MR和8K分辨率显示、全息通讯在内的新兴应用,为远程访问、远程医疗、远程教育等带来更优质的体验。

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  4、AR眼镜和智能手机集成技术成熟

  虽然AR外接设备在日常生活中还不算普及,但在2021年会变成智能手机的外接配件“标配”之一。随着“智能手机平台+AR眼镜”的普及,AR眼镜的成本和重量将大大降低。同时,由于5G网络环境的日益成熟,5G手机与AR眼镜的集成,能让AR应用运行更为流畅,甚至利用智能手机的额外算力,为佩戴者提供个人高级视听娱乐。随着技术的成熟,在2021年,或将意味着智能手机品牌和移动网络运营商大规模进入AR眼镜及相关市场。

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  5、可折叠显示屏

  2019-2020年间,不少智能手机品牌接连发布了折叠屏手机,想试水市场反应。但由于高成本带来的高售价,市场销售表现平平,未能如商家所想带起折叠屏风潮。但在2021年,折叠屏将不再“居高不下”。我们看到面板制造商正在扩大灵活AMOLED产能,而智能机品牌仍将专注于更高性价比的折叠屏手机研发。

  此外,折叠屏笔记本也正在走俏,英特尔、微软的折叠显示器笔记本有望在2021年进入市场。带有单个灵活AMOLED显示器的可折叠产品或许能成为热门话题。


  6、驾驶安全系统(DMS)的应用更广泛

  汽车安全技术正在从车外应用转向车内应用,传感技术正在将驾驶员状态监控与外部环境读数相结合。与此同时,汽车人工智能集成正在成为汽车安全的推动者,超越了娱乐和用户辅助功能。

  未来,驾驶员监控功能的主要应用将集中在开发更加主动、可靠和精确的摄像机系统上。比如,“通过虹膜跟踪和行为监控来检测驾驶员的睡意和注意力,这些系统能够实时识别驾驶员是否疲劳、分心或驾驶不当。”这意味着在自动驾驶系统(ADS)的开发中,DMS将变得必要,因为DMS同时提供多种功能,包括实时检测/通知、驾驶员能力评估和在必要时接管驾驶控制。预计在不久的将来,车辆将与DMS集成。

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  7、MiniLED 和QD-OLED取代白色OLED

  2021年,高端电视市场上显示技术之间的竞争将会加剧,尤其是mini LED背光,这将使液晶电视能够比当前主流电视更好地控制背光区域和更深的显示对比度。微型发光二极管也有望成为白色有机电子发光二极管的替代显示技术。

  然而,三星显示器(SDC)已经关闭其液晶显示器制造业务,转而押注在新的QD有机发光二极管技术上,以此作为其与竞争对手的关键区别。

  三星显示器的QD OLED技术在色彩饱和度方面优于白色OLED。有市场研究预计,高端电视市场将转向“2H21激烈的新竞争格局”。

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  (首个10微米像素间距的有源矩阵WVGA氮化镓微显示器)

  8、高级封装技术HPC和AiP取得进展

  AiP封装技术逐渐成为了高级封装及测试行业的焦点。简单来说,将天线和芯片封装在一起, “天线模块 HDI类载板 IC芯片” 就是AiP。目前芯片厂高通和射频厂商Skyworks、Qorvo及封测代工厂如日月光、Amkor等,均选择以AiP技术切入5G通讯市场,在苹果、三星、华为等终端厂商的带动下,AiP将迎来行业需求小高峰。预计从2021年开始,AiP将逐步集成到5G mmWave设备中。在5G通信和网络连接需求的推动下,AiP模块将首先进入智能手机市场,然后是汽车和平板电脑市场。

  此外,TSMC、英特尔、ASE和Amkor等半导体公司也在参与蓬勃发展的高级封装行业。对于HPC封装,由于这些芯片对输入/输出引线密度的需求增加,对芯片封装中使用的插入物的需求也增加了。TSMC和英特尔分别发布了新的芯片封装架构、品牌3D结构和混合绑定,同时转向第四代CoWoS和Co-EMIB技术。有机构预测,2021年,这两家代工厂将从高端2.5D和3D芯片封装需求中受益。

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  9、芯片制造商向AIoT市场扩张

  随着物联网、5G、AI和云/边缘计算的快速发展,芯片制造商的战略已经从单一产品转变为产品矩阵,然后再转变为产品解决方案,从而创建一个全面的芯片生态系统。

  “这些公司的持续垂直整合导致了寡头垄断的行业,其中本地化竞争比以往任何时候都更加激烈”。此外,芯片制造商现在提供全方位的垂直解决方案,从芯片设计到软件/硬件平台集成,以满足人工智能(AIoT)行业日益增长的机遇。然而也有部分机构认为,“无法根据市场需求而及时定位自己的芯片厂商,可能不久就会发现面临过度依赖单一市场的风险。”

  10、有源矩阵MicroLED首次亮相

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  三星(Samsung)、LG、索尼(Sony)和流明(Lumens)近年来推出的大尺寸微LED显示器,标志着微LED集成在大尺寸显示器发展中的开始。随着这一显示领域的成熟,趋势科技预计三星将在2021年成为行业内第一家发布有源矩阵微型电视的公司。然而,有源矩阵驱动集成电路需要脉宽调制功能和场效应晶体管开关来稳定驱动微显示的电流,这意味着这些集成电路需要一种新的“极其昂贵”的R&D工艺。因此,Micro LED制造商面临的最大挑战是技术和成本。

  至此,2021半导体领域的十项最有可能引发产业震荡的技术介绍完毕,你是否感受到了行业的新气象和发展趋势呢?无论疫情如何,2021都将是电子行业备受瞩目的一年,我们拭目以待!


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